Estática dos Fluidos Flashcards
O que é um fluido?
São os gases e líquidos (estrutura não cristalina), por terem capacidade de escoar e ocupar espaços vazios.
Escreva a equação para calcular a pressão p exercida por uma coluna h de um fluido de densidade d.
p = d.g.h,
sendo g a intensidade da aceleração de queda livre local.
Qual o valor da pressão atmosférica no nível do mar, medida no SI?
p = d.g.h = 1,25.10.8000 = 105 Pa.
Considerando, por aproximação:
densidade média do ar = 1,25 kg/m3
altura da atmosfera (em que possui densidade de ar considerável) = 8000 m.
Qual a unidade de pressão, no SI? Diga também 2 unidades usuais para medida de de pressão.
SI: Pa (Pascal) ou N/m2.
usual: atm, bar, psi (unidade utilizada para calibrar pneus - pounds square inches, ou libra por polegada quadrada lb/pol2), cm Hg (unidade utilizada para pressão sanguínea; ex.: 12 cm Hg x 8 cm Hg, ou 12 x 8)
A densidade da água destilada sob temperatura ambiente é aproximadamente 1g/cm3. Qual seria o valor dessa densidade no SI?
1 g = 10-3 kg
1 cm3 = 10-6 m3
Então:
1g/cm3 = 10-3 kg/10-6 m3
Logo:
1g/cm3 = 103 kg/ m3
Qual deve ser a altura de uma coluna de água para que a pressão hidrostática na parte inferior dessa coluna seja equivalente à pressão atmosférica no nível do mar?
p0 = 105 Pa
e:
p = d.g.h,
então:
105 = 103.10.h
h = 10 m.
A pressão de coluna de 10m de água equivale à pressão atmosférica no nível do mar.
Uma pessoa apresenta pressão sanguínea 12 x 8. Qual é a unidade utilizada e qual seria o valor da pressão sistólica no SI?
12 x 8 cmHg (centrímetros de mercúrio).
No SI,
p = d.g.h = 13,6.103.10.0,12 = 1,6.104 Pa.
onde 13,6.103 kg/m3 é a densidade do mercúrio e 0,12m = 12cm.
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/metal-mercurio.htm#:~:text=O%20merc%C3%BArio%20%C3%A9%20l%C3%ADquido%20em,estado%20l%C3%ADquido%2C%20em%20temperatura%20ambiente.
Qual deve ser a altura de uma coluna de mercúrio para que a pressão hidrostática na parte inferior dessa coluna seja equivalente à pressão atmosférica no nível do mar?
p0 = 105 Pa
e:
p = d.g.h,
então:
105 = 13,6.103.10.h
h = 0,76 m.
A pressão de coluna de 76 cm de mercúrio equivale à pressão atmosférica no nível do mar.
Uma pessoa vai servir chá utilizando uma chaleira como a da figura. Desenhe como se comporta o líquido no interior dessa chaleira no momento em que a pessoa estiver servindo o chá (chaleira inclinada).
Dois líquidos imiscíveis estão no interior de um tubo de vidro, conforme mostra a figura. Qual desses líquidos é mais denso?
O líquido azul, porque uma pequena coluna h2 deste exerce a mesma pressão que uma coluna maior, h1, do líquido amarelo.
Dois líquidos imiscíveis estão no interior de um tubo de vidro, conforme mostra a figura. Qual a relação matemática das densidades desses líquidos, d1/d2, em função das colunas h1 e h2?
d1.g.h1 = d2.g.h2
Então:
d1/d2 = h2/h1
Descreva o princípio de Pascal.
Princípio de Pascal: A pressão aplicada a um fluido dentro de um recipiente fechado é transmitida integralmente a todas as partes do fluido, bem como às paredes do recipiente.
https://www.if.ufrj.br/~bertu/fis2/hidrostatica/pressao.html#:~:text=Princ%C3%ADpio%20de%20Pascal%3A%20A%20press%C3%A3o,como%20%C3%A0s%20paredes%20do%20recepiente.
Dê um exemplo de aplicação do princípio de Pascal.
Frenagem de automóveis (ao pressionar o pedal do freio, o óleo do freio é pressionado até as pastilhas de freio, travando as rodas).
https://ppgenfis.if.ufrgs.br/mef004/20021/Berenice/hidro2.html#pascal
A figura mostra um elevador hidráulico utilizado em oficinas mecânicas para levantar veículos. Qual é a relação matemática entre a força f1 aplicada pelo mecânico e o peso P do veículo, em função das áreas A1 e A2?
A pressão aplicada pelo mecânico é propagada pelo fluido até o outro lado, portanto:
f1/A1 = N/A2,
sendo N a força de contato do veículo na plataforma que, nesse caso (equilíbrio), tem o mesmo módulo de seu peso.
f1/A1 = P/A2.
Obs.: Muitos exercícios fornecem o raio da plataforma (circular). Nesses casos, lembre-se que A = 4πr2.
Descreva o Teorema de Arquimedes.
Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido, recebe do fluido uma força vertical, dirigida para cima, cuja intensidade é igual à do peso do fluido deslocado pelo corpo.
https://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20022/Jeferson/Arquimedes-1.htm#:~:text=Quando%20um%20corpo%20est%C3%A1%20totalmente,sentido%20do%20peso%20do%20corpo.
Quatro objetos esféricos A, B, C e D, sendo respectivamente suas massas mA, mB, mC e mD, tendo as seguintes relações mA > mB e mB = mC</sub = mD</sub, são lançados dentro de uma piscina contendo um líquido de densidade homogênea. Após algum tempo, os objetos ficam em equilíbrio estático. Os objetos A e D mantêm metade de seus volumes submersos e os objetos C e B ficam totalmente submersos conforme a figura.
Coloque os volumes das esferas em ordem crescente.
VA > VD > VC = VB
A esfera A é a mais pesada, isso significa que, para boiar, deve ter um maior volume (igual a um navio, por ex.)
As outras esferas possuem a mesma massa, porém como a D está boiando, deve ter maior volume que as demais (apresentando menor densidade).
Já a B e C, ambas estão em repouso e totalmente submersas, sem encostar no fundo. Logo, P = E.
A diferença de profundidade entre B e C impacta na pressão sofrida por elas, mas não no empuxo.
Observe as situações expostas na figura e responda qual é o empuxo atuante no bloco.
O que mudou da situação 1 para a 2 é que, na 2, além da força que a água e o recipiente exercem na balança, tem também a reação da força empuxo (o bloco sofre força empuxo da água e, por consequência, faz com que o bloco exerça força de mesma intensidade na água - ação e reação).
Então o empuxo gera esse adicional de 130g. Ou seja, E = 1,3 N.
Observe as situações expostas na figura e responda qual é o volume deslocado de água na 2a situação.
A diferença de 130g é devido à atuação do empuxo. Considerando a densidade da água 1g/cm3, 130g de água deslocada equivale a 130 cm3 ou 130 ml de água deslocada.
A haste da figura é composta por dois materiais de densidades diferentes e, por isso, seu centro de massa atua no ponto destacado na figura. Se essa haste estiver submersa em um líquido, em qual ponto atuaria o empuxo sofrido pela haste?
O empuxo atua no centro volumétrico submerso do material, uma vez que a força empuxo é o peso do líquido deslocado, líquido este que se desloca homogeneamente.
Nesse caso, como o peso não atua no ponto C e o empuxo, no B, essa haste sofreria torque, girando no sentido horário, parando na vertical (P = E).
